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3 风力机设计方案3.1风力机的方案论证我国幅员辽阔，有许多相对较偏远的地区，居住分散，远离电网，高压电网建设成本很高，加之近年来世界范围内对环境保护、全球温室效应的重视，国家对风力发电的支持，使风力发电技术得到长足的发展，经济实惠的小型风力发电机必将受到边远地区居民的欢迎，成为无电地区的首先供电形式。小型风力发电机的功率从几十瓦到几百瓦，用户可根据自己的用电需要而定。它一般由风轮、发电机、调向和调速机构、停车机构、塔架、控制器等组成。常见的小型发电机由水平轴和垂直轴两种。其区别见表2.1。表2.1中小功率垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机的性能比较序号性能水平轴风力发电机垂直轴风力发电机1发电效率50-60%70%以上2电磁干扰（碳刷）有无3对风转向机构有无4变速齿轮箱10KW以上有无5叶片旋转空间较大较小6抗风能力弱强（可抗12-14级台风）7噪音35-60分贝无8启动风速高（2.5-5m/s）低（1.5-3m/s）9地面投影对人影响眩晕无影响10故障率高低11维修保养复杂简单12转速高低13对鸟类影响大小14电缆绞线问题（或碳刷损坏问题）有无15发电曲线凹陷饱满16价格单位功率价格变化不大9000-10000元/千瓦功率越大单位功率价格越低7500-25000元/千瓦根据分析与比较，采用垂直轴H型风力机。3.2风力机整体结构的确定（l）风轮风轮作为风发电机的最重要的部件，风轮的作用是捕捉和吸收风能，并将风能转化变为机械能。在垂直轴风力机中，风轮的选择即叶片的选择。本次设计采用的是NACA0018翼型（2）变桨矩机构变桨矩风力发电机与定桨矩风力发电机相比具有在额定功率点以上输出功率平稳的特点；在相同的额定功率点，额定风速比定桨矩发电机要低；采用变桨矩技术的风力发电机可是桨叶和整机的受力状况大为改善。本次设计采用凸轮-连杆组合机构。( 3 ）对风装置该装置的风向感受信号来自于装在发电机箱体上面的风向仪，通过控制步进电机，来调整对风，以提高风力机的风能利用效率。( 4 ）停车机构停车机构是蓄电池充满时用人工或自动控制风机停车的装置。本次的设计采用电磁离合器来实现停车。( 5 ）传动装置风力发电机的传动装置包括增速器与联轴器。风轮转速低于发电机转子需要的转速，所以要增速。增速器采用行星齿轮传动，行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比具有承载能力大、体积小、效率高、重量轻、传动比大、噪声小、可靠性高
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